Nauka przez obserwacje - Badanie wpływu różnych czynników na szybkość procesu korozji KOROZJA to procesy stopniowego niszczenia materiałów, zachodzące między ich powierzchnią i otaczającym środowiskiem. Zależnie od rodzaju materiału dominujące procesy mają charakter reakcji chemicznych procesów elektrochemicznych, mikrobiologicznych lub fizycznych. Korozja metali tworzyw jest nieuchronnym procesem powrotu metali pierwiastków do stanu, w jakim występują w rudach. Z tego punktu widzenia ochrona metali przed korozją polega na zmniejszaniu szybkości tego procesu. Ochrony nie trzeba stosować tylko w odniesieniu do metali szlachetnych, które w środowisku występują w stanie niezwiązanym. R o d z a j e k o r o z j i : Korozja chemiczna zachodzi pod wpływem substancji chemicznych (w praktyce najczęściej czynników atmosferycznych). Przebiegającym reakcjom nie towarzyszy przepływ prądu. W przypadku żelaza pierwszym etapem niszczenia jest reakcja z wodą i tlenem. Korozja elektrochemiczna - jest najbardziej powszechnym rodzajem korozji. Należy do niej powszechnie spotykane zjawisko korozji atmosferycznej, która spowodowana jest działaniem na metale wilgotnego powietrza i zawartych w nim zanieczyszczeń. Korozja elektrochemiczna powstaje wskutek działania krótko zwartych ogniw na styku metalu z elektrolitem. Korozja atmosferyczna - niszczące, żrące działanie wody oraz powietrza na ciała stałe. Korozja może dotyczyć wielu różnych substancji: metali, kamienia, betonu, szkła, papieru, środków barwiących, powłok lakierniczych itd. Korozja atmosferyczna jest rodzajem korozji elektrochemicznej. Korozja biologiczna - proces korozji materiału (metalu lub niemetalu), w którym istotną rolę odgrywa działanie organizmów żywych. Zarówno beztlenowce jak i bakterie używające tlen mogą powodować korozję biologiczną. Na przykład, bakterie mogą powodować przemianę węglanów w azotany, przez co wapień się kruszy i rozpada na proszek. Korozja jądrowa jest to korozja wywołana niszczącym działaniem silnego promieniowania jądrowego. Korozja naprężeniowa korozja lokalna zachodząca w materiale, w którym występują stałe naprężenia technologiczne lub eksploatacyjne. Korozja naprężeniowa występuje na skutek łącznego oddziaływania agresywnego środowiska i naprężeń mechanicznych. Korozja prowadzi do pękania przedmiotów metalowych lub polimerowych. Korozja metali ma charakter elektrochemiczny. Korozja zmęczeniowa jest wynikiem współdziałania korozji elektrochemicznej oraz zmiennych naprężeń spowodowanych powstaniem ostrych wżerów przechodzących w pęknięcia wypełnione produktami korozji. Uszkodzenia spowodowane korozją zmęczeniową są znacznie większe niż suma uszkodzeń wynikających z samego naprężenia zmiennego i korozji elektrochemicznej. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA PROJEKTU:
Cel: Badanie wpływu różnych czynników na szybkość procesu korozji. Opis doświadczenia: Na 5 szalkach Petriego umieściliśmy po kawałku drutu żelaznego. Pierwszą przechowywaliśmy w pomieszczeniu, drugą na zewnątrz, natomiast do pozostałych wlaliśmy kolejno roztwory o odczynie kwaśnym (wodny roztwór kwasu solnego o niewielkim stężeniu), zasadowym (wodny roztwór zasady sodowej o niewielkim stężeniu), oraz wodny roztwór soli kuchennej. Szalki pozostawiliśmy na kilka dni, obserwując zmiany jakie w nich zachodziły. Dzień pierwszy: KWAS SÓL ZASADA W POMIESZCZENIU NA ZEWNĄTRZ
Stopniowo obserwowaliśmy niszczenie powierzchni drutów żelaznych i postępującą korozję, która zachodziła w szalkach z różną szybkością i intensywnością. Dzień drugi: KWAS W pomieszczeniu Na zewnątrz Dzień piąty:
W pomieszczeniu Na zewnątrz Dzień dwunasty:
W pomieszczeniu Na zewnątrz Pierwsze oznaki korozji zaobserwowaliśmy w szalce z roztworem soli, natomiast najbardziej intensywnie zachodziła w roztworze kwasu solnego. Najwolniej postępowało niszczenie żelaza w szalce bez roztworu przechowywanej w pomieszczeniu. WNIOSEK: Żelazo ulega korozji pod wpływem kwasów, soli, zasad, a także czynników atmosferycznych. Proces ten można spowolnić lub ograniczyć jego zakres ograniczając dostęp wyżej wymienionych czynników do powierzchni metalu. SPOSOBY ZAPOBIEGANIA KOROZJI: Ochrona katodowa jedna z elektrochemicznych metod ochrony metali przed korozją elektrochemiczną, która polega na tym, że do chronionej konstrukcji dołącza się zewnętrzną anodę. Powierzchnia chronionego metalu staje się katodą elektrodą, na której zachodzą reakcje redukcji depolaryzatora, a nie zachodzi utlenianie metalu, czyli jego korozja. Ochrona katodowa galwaniczna (protektorowa)
W przypadku galwanicznej ochrony katodowej, są używane wymienne kształtki, wykonane z materiału o niskim potencjale, montowane bezpośrednio na chronionej konstrukcji. W otoczeniu styku na powierzchni chronionej zachodzą reakcje katodowe, np. redukcja tlenu. Chroniony metal nie koroduje dzięki korozji protektora. Anody galwaniczne muszą się charakteryzować wystarczająco niskim potencjałem i brakiem tendencji do polaryzacji. Stosuje się np. anody magnezowe, cynkowe, aluminiowe. Do czystych metali są wprowadzane dodatki stopowe, zmniejszające skłonność do pasywacji i szybkość korozji własnej oraz zwiększające równomierność roztwarzania. Powłoki metaliczne i warstwy metalu na powierzchni wyrobu, służące do jego ochrony przed korozją lub do celów ozdobnych. Nakłada się je różnymi metodami technologicznymi: elektrolitycznie - pokrywanie złotem, srebrem, miedzią, niklem, chromem, cyną, cynkiem. ogniowo - powlekanie metalu w kąpielach stopionego metalu ochronnego (cynk, cyna, ołów, glin). chemicznie - poprzez bezprądowe kąpiele lub natrysk soli wraz z reduktorem. platerowanie - nakładanie powłok z platery z użyciem nacisku (srebro, miedź, glin). Powłoki niemetaliczne - wywoływane są na powierzchni metali przez wytworzenie na niej związku chemicznego w wyniku zabiegów chemicznych jak: - utlenianie (oksydowanie) mające na celu wytworzenie na chronionym metalu pasywnych warstewek tlenkowych - fosforanowanie za pomocą kwasu fosforowego (tworzą się trudno rozpuszczalne fosforany metali) - chromianowanie za pomocą mieszaniny kwasu chromowego i siarkowego w wyniku którego tworzą się powłoki chromianowe. Do niemetalicznych powłok ochronnych zalicza się również emalie szkliste, które wyróżniają się dobrą odpornością na działanie alkaliów, kwasów a także na działanie rozpuszczalników organicznych i na działanie podwyższonych temperatur. Inhibitor korozji - to środek chemiczny hamujący przebieg procesów niszczenia materiałów instalacji. Inhibitory mogą zmniejszać szybkość postępowania korozji poprzez tworzenie warstwy ochronnej na powierzchni metalu, nie usuwając jednak powstałych przed ich użyciem skutków korozji - rdzy i osadu. Do oczyszczania instalacji z tego typu zanieczyszczeń służą inne preparaty chemiczne. Projekt wykonali: Patrycja Klimpel, Marcin Skubis i Patryk Kluczewski.